Цифровой формирователь сигнала с линейной частотной модуляцией

 

I. ЦИФРОВОЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛА С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ , содержащий блок сопряжения, первые выходы которого соединены с входами блока синхронизации, первые выходы которого подключены к входам блока сопряжения, вторые выходы которого соединены с первыми входами формирователя кодов фазы, вторые входы которого подключены к вторым выходам блока синхронизации, первьп и второй полосовые фильтры, выходы которых соединены с первьми входами соответственно первого и второго умножителей , выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого через третий полосовой фильтр подключен к входу третьего умножителя, гетеродин, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя и с входом фазовращателя, выход которого подключен к второму входу первого умножителя , отличающийся тем, что, с целью повышения точности фор1 3% tr t Л л ..ЦЛ мирования, введены первый и второй формирователи импульсов, первьй и второй регистры, первый и второй блоки записи и первьй и второй формирователи кода знака, выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго блока записи, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго регистров , выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго формирователей импульсов, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго полосовых фильтров, причем третьи выходы блока синхронизации подключены к синхронизирующим входам первого и сл второго формирователей кода знака, с к синхронизирующим входам первого и второго блоков записи, к синхронизирующим входам первого и второго регистров и к синхронизирующим входам первого и второго формирователей импульсов , а выход формирователя кодов со со фазы соединен с входами первого и второго формирователей кода знака. 4 2. Цифровой формирователь по п.1, отличающийся тем, что формирователь кодов фазы содержит первьй, второй, третий и четвертый сумматоры и блок памяти, первый выход которого соединен с первым входом первого сумматора и с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входом блока памяти и с первым входом третьего сумма-тора , выход которого соединен с вторым входом блока памяти и с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого соединен с третьим

09) (Н!

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН зЫ Н 04 L 27 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0hhY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3431001/18-09 .(22) 26.04.82 (46) 23.06.84. Бюл. N- 23 (72) А.П.Брызгалов, В.A.Îñèïîâ, В.Д.Разевиг и И.А.Новохатько (53) 621.376.52(088.8) (56) 1. Ширман Я.Д. и др. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех . М., "Радио и связь", 1981, с. 111-129.

2. Eber L.Î., Lonle Н.Н. Digital

generation of wideband LFM waveforms.

IEEK international radar conference, Arlington, April 1975, р. 170-175 (прототип). (54)(57) 1. ЦИФРОВОЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ

СИГНАЛА С ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий блок сопряжения, первые выходы которого соединены с входами блока синхронизации, первые выходы которого подключены к входам блока сопряжения, вторые выходы которого соединены с первыми входами формирователя кодов фазы, вторые входы которого подключены к вторым выходам блока синхронизации, первый и второй полосовые фильтры, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго умножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого через третий полосовой фильтр подключен к входу третьего умножителя, гетеродин, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя и с входом фазовращателя, выход которого подключен к второму входу первого умножителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования, введены первый и второй формирователи импульсов, первый и второй регистры, первый и второй блоки записи и первый и второй формирователи кода знака, выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго блока записи, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго регистров, выходы которых подкпючены к входам соответственно первого и второго формирователей импульсов, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго полосовых фильтров, причем третьи выходы блока синхронизации подключены к синхронизирующим входам первого и второго формирователей кода знака, к синхронизирующим входам первого и второго блоков записи, к синхронизирующим входам первого и второго регистров и к синхронизирующим входам первого и второго формирователей импульсов, а выход формирователя кодов фазы соединен с входами первого и второго формирователей кода знака.

2. Цифровой формирователь по п.1, отличающийся тем, что формирователь кодов фазы содержит первый, второй, третий и четвертый сумматоры и блок памяти, первый выход которого соединен с первым входом первого сумматора и с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входом блока памяти и с первым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом блока памяти и с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого соединен с третьим

1099407

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой формирователь сигнала с линейной частотной модуляцией, содержащий блок сопряжения, первые

5 выходы которогосоединены с входами блока синхронизации, первые выходы которого подключены к входам блока сопряжения, вторые выходы которого соединены с первыми входами формирователя кодов фазы, вторые входы которого подключены к вторым выходам блока синхронизации, первый и второй полосовые фильтры, выходы которых соединены с первыми входами соответствен15 но первого и второго умножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого через третий полосовой фильтр подключен к входу третьего умножителя, гетеродин, вы2б ход которого соединен с вторым входом второго умножителя и с входом фазовращателя, выход которого подключен к второму входу первого умножителя, введены первый и второй. формировате2 ли импульсов, первый и второй регистры, первый и второй блоки записи, первый и второй формирователи кода знака, выходы которых подключены к входам соответственно первого и вто30 рого блоков записи, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго регистров, выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго формироваЗ5 телей импульсов, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго полосовых фильтров, причем третьи выходы блока синхронизации . подключены к синхронизирующим входам

4р первого и второго формирователей кода знака, к синхронизирующим входам первого и второго блоков записи, к синхронизирующим входам первого и

М

Изобретение относится к радиотехнике, автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для формирования высокостабильных и высокоточных сигналов с перестраиваемыми параметрами.

Известно устройство для формирования сигнала с линейной частотной модуляцией, содержащее дисперсионные ультразвуковые линии задержки, выпол- 1 ненные на пьезокристаллах (11.

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет изменять девиацию частоты.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является цифровой формирователь сигнала с линейной частотной модуляцией, содержащий блок сопряжения, первые выходы которого соединены с входами блока синхронизации, первые выходы которого подключены к входам блока сопряжения, вторые выходы которого соединены с первыми входами формирователя кодов фазы, вторые входы которого подключены к вторым выходам блока синхронизации, первый и второй полосовые фильтры, выходы которых соединены с первыми, входами соответственно первого и вто,рого умножителей, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого через третий полосовой фильтр подключен к входу третьего умножителя, гетеродин, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя и с входом фазовращателя, выход которого подключен к второму входу первого умножителя (2 ).

Однако известный формирователь обладает недостаточной точностью формирования сигналов.

Цель изобретения — повьпиение точности формирования. входом блока памяти и с выходом первого сумматора, второй вход которого соединен с вторым выходом блока памяти; третий выход которого соединен с вторым входом второго сумматора причем второй вход третьего сумматора соединен с четвертым выходом блока памяти, четвертые входы которого являются первыми входами формирователя кодов фазы, вторыми входами .которого являются синхронизирующий вход блока памяти и синхронизирующне входы первого, второго, третьего и четвертого сумматоров, а выход четвертого сумматора является выходом формирователя кодов фазы.

3 109940 второго регистров и к синхронизирующим входам первого и второго формирователей импульсов, а выход формирователя кодов фазы соединен с входами первого и второгo формирователей кода фазы.

При этом формирователь кодов фазы, содержит первый, второй, третий и четвертый сумматоры и блок памяти, первый выход. которого соединены с 1р

:первым входом первого сумматора и с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входом блока памяти и с первым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом блока памяти и с первым входом четвертого сумматора, второй вход которого соединен с тре,тим входом блока памяти и с выходом первого сумматора, второй вход которо о го соединен с вторым выходом блока памяти, третий выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, причем второй вход третьего сумматора соединен с четвертым выходом блока памяти, четвертые входы которого являютсяпервыми входами формирователя кодов фазы, вторыми входами которого являются синхронизирующий вход блока памяти и синхрониэирующие входы первого, второго, третьего и четвертого сумматоров, а выход четвертого является выходом формирователя кодов фазы.

На фиг. 1 изображена структурная

35 электрическая схема предлагаемого формирователя; на фиг. 2 — временные диаграммы.

Цифровой формирователь сигнала с линейной частотой модуляции содержит 40 первый 1, второй 2 и третий 3 полосовые фильтры, первый 4, второй 5 и третий 6 умножители, первый 7 и ,второй 8 формирователи импульсов, гетеродин 9, фазовращатель 10, сумматор 11, первый 12 и второй 13 блоки записи, первый 14 и второй 15 регистры, формирователь 16 кодов фазы, блок 17 синхронизации, первый 18 и второй 19 формирователи кода знака, блок 20 сопряжения. 2= 2 П Т а f — некоторая начальная частота, и вводимая на этапе цифрового формирования сигнала.

Первое слагаемое образуется на выходе двух последовательно включенных накопителей, образованных сумматорами 22 и 23 и блоком 25 памяти при подаче на вход первого накопителя в каждом такте константы К1. Второе слагаемое образуется на выходе третьего накопителя, образованного сумматором 21 и блоком 25 памяти. При этом на каждом временном такте на вход сумматора 21 третьего накопителя поступает константа К2 и число с выхода этого накопителя в предыдущем такте, которое хранится в общем для трех накопителей блоке 25 памяти.

50, Последовательные коды фазы Y. c

i формирователя 16 кода фазы поступают на Формирователя 18 и 19 кода знака, где определяются знаки квадратурных составляющих сигнала

Я, = 5lgll (СОэ . ) (21

= э! Р(э1П Ж ) Формирователь кода фазы содержит первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 сумматоры, блок 25 памяти.

Устройство работает следующим образом.

7 4

До начала формирования импульсов, исходя иэ требуемых параметров сигнала, определяются частота временной дискретизации Г„, число дискретов в кб импульсе N,êîíñòàíòû К1 и К2, определяющие приращения частоты сигнала за интервал дискретизации и начальную частоту соответственно. Зти данные через блок 20 сопряжения поступают на формирователь 16 кодов фазы и блок 17 синхронизации. Затем в соответствии с программой, заложенной в блоке 17 синхронизации, до начала формирования требуемого выходного импульса в формирователе 16 кодов фазы последовательно формируются все

N значений кодов фазы Ч,- сигнала с девиацией Ь f и за счет работы трех дискретных накопителей, образованных первым 21, вторым 22 и третьим 23 сумматорами и блоками 25 памяти..2Т2

ВЕГАС 2йй Тк где p = —, k)= и, Т

1099407

1 > кв

cos > ц

Sign, I 2Т(f 1+

sin (8) (10) I н/ где К. = К если К вЂ” нечетное

-трах 0 х число;

К -1, если К вЂ” четное о число, где g . — отсчеты на выходе косинусic(s1 ного (синусного) квадратур. ного канала, Исходный непрерывный сигнал для косинусного квадратурного канала р 1О

0 (Ц=сов ф:}=сов 2 2J>5„4 > (I} дискретные по времени выборки из него U а также отсчеты знака этого сц, 15 сигнала @„ представлены на фиг. 2 м,Ь.

Последовательные коды знаков g u поступают на входы блоков 12 и 13 . 1в записи, с помощью которых устанавливаются начальные коды N последних разрядов регистров 14 и 15, Число

20 разрядов в регистрах 14 и 15 И „„определяется максимально возможным числом временных выборок за длительность импульса при изменении параметров формируемого импульса и частоты временного квантования в заданных пределах.

В остальные начальные N -N разрядов шах регистров 14 и 15 заносятся логические нули.

По окончании записи начальных кодов во все разряды регистров 14 и 15 ,схема готова к работе по формированию заданного сигнала. В момент, соответствующий началу сигнала,от блока 17 синхронизации на регистры 14 и 15 íà-35 чинают поступать импульсы сдвига с частотой F . Количество импульсов в кв пачке - N. При этом на выходе последнего разряда регистров 14 и 15 образуется сигнал, соответствующий с 4О точностью до временной дискретизации двоично-квантованному сигналу (фиг.2s) 4-1Т

О = s;gn(V Iree>. > (5l

BI% P *;-g 1 n J кв

I (-t ) 4 cpu $ ct(t +т

Длительность сигнала на выходах регистров 14 и 15 равна и . Этот сиг- 5О нал поступает на формирователи ? и 8 импульсов, состоящие, например, из формирователя двуполярных импульсов, двух ключей и сумматора, Формирователь двуполярных импульсов на каждом такте временного квантования в соответствии с импульсами синхронизации формирует два импульса одинаковой амплитуды положительной и отрицательной полярности, начало которых привязано к моменту временного квантования сигнала, а длительность Т «т 12.

Д- кв

При наличии на управляющем входе ключей с выхода регистра сдвига логической "1" открыт ключ для импульса положительной полярности, при "0"— для отрицательной полярности. Оба ключа работают на общую нагрузку— сумматор импульсов, сигнал на выходе которого имеет вид (фиг, 24) Спектр Я (t) сигнала g . содержит ком с поненты, соответствующие спектру исходного сигнала U, компоненты, кратные исходному сигналу, и соответствующие сигналам

Соз } P t к(гве е+ ", (v} где К вЂ” нечетные числа 3, 5, 7 и т.д. до К а также некоторый спектральвах ный шумовой фон, обусловленный трансформацией спектральных составляющих сигнала выше частоты F / в область низших частот. Этот происходит за счет компонент с К)К,Лмплитудный спектр

Ка этот симметричен относительно нулевой частоты и повторяется с периодом Fù, При выполнении условия

1 кв а К =Š— — в, Е(х) — целая часть г у ц спектры компонент сигнала U„„ „(5), соответствующие спектрам fJ (4) и (7), не перекрываются, что позволяет выделить компоненты, соответствующие спектру исходного сигнала (4), с помощью полосового фильтра. Для того, чтобы шумовой фон, обусловленный тран»

1099407 сформацией частот выше F

F<8

2 (10) для упрощения реализации полосовых фильтров 1 и 2 можно использовать периодичность спектра сигнала (2) с периодом F . Спектр сигнала (6) отKB личается от спектра сигнала (2) наличием огибающей периодического. спектра вида "", которая опредех ляется длительностью импульса г на выходе формирователя 7 (8) импульсов.

Если например, то на часФ

2 тотах (2К+1) F>B<Е„компоненты спектра, соответствующие спектру непрерывного сигнала U практически не искажены за счет модулирующей функции "" . Это позволяет настраивать х полосовой .фильтр 1(2) с полосой 25 .ЬЕ =. э Е не на частоту = „+ :, а на более высокую частоту (2K+1)F +

\ аЕ

+(Е.ф- 2 ) и тем самым упростить его техническую реализацию.

lg Т

Е ЗЕ +g + дЕ (11)

Квадратурные составляющие сигнала на частоте f+ с девиацией af проходят в двух каналах через умножители 4 и 5, в которых взаимодействуют с сигналами гетеродина 9, образуют суммарные и разностные комбинационные частоты. После сумматора t 1 сохраняется только сигнал разностной частоты, который дополнительно отфильтровывается от других комбинационных частот и их гармоник полосовым фильтром 3. Умножитель 6 доводит девиацию сигнала U до требуемого эначенияйЕ:

М ° hf, где М вЂ” коэффициент умножения, Несущая частота сигнала на ,выходе умножителя 6 равна

НЕс™(„BT - Х вЂ” Э ), lBT u

Таким образом, введение новых блоков позволяет повысить точность формирования сигналов с линейной частотной модуляцией.

1099407

1099407 ci Úö

Ь ых

Фиа 2

Составитель" О.Геллер

Техред М;Кузьма Корректор Г.Огар

Редактор Анд.Шандор

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 4399/44 Тираж 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5